【正文】 路電流所產(chǎn)生的熱和電動力效應(yīng)會使電氣設(shè)備受到破壞；短路點(diǎn)的電弧可能燒壞電氣設(shè)備；短路點(diǎn)的電壓顯著降低，使供電受到嚴(yán)重影響或被迫中斷；若在發(fā)電廠附近發(fā)生短路，還可能使全電力系統(tǒng)運(yùn)行破裂，引起嚴(yán)重后果。 短路的種類 在三相供電系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路類型有三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路等。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 W1 QF1 W2 QF2 QF1 QF1 QF3 QF1 內(nèi)橋型 外橋型 QF1 QF3 內(nèi)橋結(jié)線一次側(cè)可設(shè)線路保護(hù)，倒換線路時操作方便，設(shè)備投資與占地面積較全橋少，缺點(diǎn)是操作變壓器和擴(kuò)建成全橋或單母分段不如外橋方便，適用于進(jìn)線距離長，變壓器切換少的終端變電所。 橋形接線 當(dāng)只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，多采用橋形接線，使用斷路器數(shù)目最少；橋形接線可分為內(nèi)橋式和外橋式；內(nèi)橋式橋連斷路器設(shè)置在變壓器側(cè)，外橋式橋連斷路器則設(shè)置在線路側(cè)。在運(yùn)輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。③擴(kuò)建方便：應(yīng)能容易的從初期過渡到最終接線，使在擴(kuò)建過渡時，在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，且一次和二次設(shè)備等所需的改造最少。變電站全部停運(yùn)的可能性?？煽啃圆⒉皇墙^對的，同樣的主接線對某所是 可靠的，而對另一些所則可能還不夠可靠。我國現(xiàn)行設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中的各項(xiàng)規(guī)定，就是對運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。 一般來說，主接線圖只表示電氣裝置的相連線因?yàn)槿虢涣麟娏ρb置中的所有三相連接方法是相同的，所接的電氣設(shè)備也一樣，這種圖稱為單線圖。 對應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度，用符號 ecJ 表示。 （ 5）五號車間變電所主變壓器的選擇 根據(jù) kSc ? ,設(shè)計(jì)要求五號車間變電所設(shè)置一臺變壓器，按總?cè)萘康倪x擇即選擇變壓器的型號為 S9400/10 變壓器一臺。 變壓器容量確定 單臺變壓器的額定容量 Sn 應(yīng)能滿足全部用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 Sc,留有余量，并考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，即： SS )~(? 工廠車間變電所中，單臺變壓器容量不宜超過 1000KVA，對裝設(shè)在二層樓以上的干式變壓器，其容量不宜大于 630KVA。當(dāng)負(fù)荷超過 320KVA 時，任何距離都應(yīng)裝設(shè)變壓器。 3)對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺變壓器的變電所，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 1— 2 級設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。滿足無功功率的補(bǔ)償要求。為了減少電能轉(zhuǎn)化的損耗，降低投資，一般采用電力電容器進(jìn)行補(bǔ)償。 單用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 ??? Nd PKP30 ?tan3030 ?? PQ ?c os3023023030 PQPS ??? NUSI 33030 ? 式中， dK 為需要系數(shù)； ?NP 為設(shè)備容量； ?tan 為設(shè)備功率因數(shù)角的正切角。 2）相關(guān)電力負(fù)荷的理論依據(jù)： 在所計(jì)算的范圍內(nèi)（如一條干線、一段母線或一臺變壓器 ），用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷并不等于其設(shè)備容量，兩者之間存在一個比值關(guān)系，因此引進(jìn)需要系數(shù)的概念，即用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 ?? ?? ?? NWL L PKKP ??30 （ 2— 1） 式中 ?K —— 設(shè)備組同時使用系數(shù) LK —— 設(shè)備組的平均加權(quán)負(fù)荷系數(shù) ? —— 設(shè)備的平均加權(quán)效率 WL?—— 配電線路的平均效率 令WLLd KKK ?? ??? ? ，則 dK 就稱為需要系數(shù)。此 設(shè)計(jì)采用的是需用系數(shù)法來對電力負(fù)荷計(jì)算的。 計(jì)算負(fù)荷目的 計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。 本篇設(shè)計(jì)論文的 內(nèi)容有：先 完成一篇外文論文的閱讀和翻譯工作； 按照設(shè)計(jì)所提供的用電設(shè)備資料來計(jì)算負(fù)荷；通過進(jìn)行無功補(bǔ)償來提高系統(tǒng)的功率因素；根據(jù)負(fù)荷等級和計(jì)算負(fù)荷，選定供電電源、電壓等級和供電方式；根據(jù)環(huán)境和計(jì)算負(fù)荷來選擇變電所位置、變壓器數(shù)量和容量；確定變配電所的最佳主接線的方案；選擇并校驗(yàn)電氣設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)載流導(dǎo)體截面；繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和參數(shù)整定計(jì)算；對系統(tǒng)進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)和接地設(shè)計(jì)；歸納設(shè)計(jì)的計(jì)算部分編成計(jì)算書；繪制供電系統(tǒng)主接線圖。對論文每一步都一定要遵循國家的線性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范來設(shè)計(jì)。 在目前各種形式的能源中，電能具有如下特點(diǎn)：易于去其它形式的能源相互轉(zhuǎn)化；輸配電簡單經(jīng)濟(jì)；可以精確控制、調(diào)節(jié)和測量。設(shè)計(jì)中除采用了一些固定方式的保護(hù)和 常規(guī)保護(hù)，通過電力監(jiān)控綜合自動化系統(tǒng)，可以使變電站內(nèi)值班人員或調(diào)度中心的人員及時掌握變電所的運(yùn)行情況，直接對設(shè)備進(jìn)行操作，及時了解故障情況，并迅速進(jìn)行處理，達(dá)到供電系統(tǒng)的管理科學(xué)化、規(guī)范化、并且還可以做到與其他自動化系統(tǒng)互換數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮整體優(yōu)勢，進(jìn)行全系統(tǒng)的信息綜合管理。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 某 冶金機(jī)械修造 廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) THE DESIGN OF METALLURGICAL MACHINERY REPAIR YARD, STEPDOWN SUBSTATION AND DISTRIBUTION SYSTEM 學(xué)院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)班級： 電氣 085 班 學(xué)生姓名： 周 波 指導(dǎo)教師： 李 紅月 講師 2020 年 6 月 1 日安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 某冶金機(jī)械修造廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 本文詳細(xì)介紹了某煤礦地面 35kV 變電所的設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容緊密結(jié)合實(shí)際，通過查找大量相關(guān)資料，設(shè)計(jì)出符合當(dāng)前要求的變電所。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度 ,易于實(shí)現(xiàn)自動化。 論文 研究方法 對與冶金機(jī)械修造廠全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)這個題目，要 結(jié)合 基本理論的系統(tǒng)性與實(shí)用性，圍繞供電技術(shù)的基本知識來 確認(rèn) 工程設(shè)計(jì) 的 方法 。初步設(shè)計(jì)主要落實(shí)供電電源及供電方式，確定供電系統(tǒng)的方案；施工圖設(shè) 計(jì)階段一句初步設(shè)計(jì)的方案具體繪制主接線圖。在現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范中，負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容不僅包括確定計(jì)算負(fù)荷，還包括確定尖峰電流和確定一極、二級負(fù)荷的容量已及季節(jié)性負(fù)荷的容量。此外還有一些尚未推廣的方法如單位產(chǎn)品耗電法、單位面積功率法、變值系數(shù)法和 ABC 法等 . 常采用需用系數(shù)法計(jì)算用電設(shè)備組的負(fù)荷時，應(yīng)將性質(zhì)相同的用電設(shè)備劃作一組，并根據(jù)該組用電設(shè)備的類別，查出相應(yīng)的需用系數(shù) XK ，然后按照表一給出的公式求出該組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。在工程上為方便計(jì)，也可作為電能消耗量及無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)。 由此可得較需要系數(shù)發(fā)的確定三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算方法。電流增大同樣會引起電壓損失的增大。 由于煤礦變電所 6 千伏供電采用單母線分段供電方式，電容器分別安裝在一 、二段母線上。 2)對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所在設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺變壓器。 ，應(yīng)視其負(fù)荷的大小和鄰近變電所的距離而定。 3)變壓器正常運(yùn)行時的負(fù)荷率應(yīng)控制在額定容量的 70%~ 80% 為宜，以提高運(yùn)行率。 （ 4）四號車間變電所主變壓器的選擇 根據(jù) kSc ?,設(shè)計(jì)要求 四號車間變電所設(shè)置一臺變壓器，按總?cè)萘康倪x擇即選擇變壓器的型號為 S9800/10 變壓器一臺。從全面的經(jīng)濟(jì)效益考慮，使線路的年運(yùn)行費(fèi)用接近最小的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面，用符號 ecS 表示。 主接線圖表示電能與電源的分配的用戶的主要電路，在此圖上應(yīng)表示出所有的電氣設(shè)備，有時更好的說明電力系統(tǒng)的工作，也列入二次接線的元件。在研究主接線時，應(yīng)全面地看待以下幾個問題：可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，估價(jià)一個主接線的可靠性時，應(yīng)充分考慮長期積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。因此主接線設(shè)計(jì)，要同時考慮一次設(shè)備和二次設(shè)備的故障率及其對供電的影響。線路、斷路器或母線故障時，以及母線檢修時，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。②檢修安全：應(yīng)能方便的停運(yùn)斷 路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運(yùn)行及對用戶的供電。②占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。 主接線 變電站的主接線是由各種電氣設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，用以接受和分配電能，是供電系統(tǒng)的組成部分，它與電源回路數(shù)、電壓和負(fù) 荷的大小、級別以及變壓器的臺數(shù)容量等因素有關(guān)。 外橋接線對變壓器的切換方便，比內(nèi)橋少兩組隔離開關(guān)，繼電保護(hù)簡單 ，易于過渡到全橋或單母分段接線，且投資少，占地面積小，缺點(diǎn)是倒換線路時操作不方便，變電所一側(cè)無線路保護(hù)，適用于進(jìn)線短而倒閘次數(shù)少的變電所或變壓器經(jīng)常駐需要切換以及可能發(fā)展為有穿越負(fù)荷的變電所。其他如操作人員帶負(fù)荷拉閘或者檢修后未拆除地線就送電等誤操作；鳥獸在裸露的載流部分上跨越以及風(fēng)雪等現(xiàn)象也能引起短路。 短路的危害 發(fā)生短路時，由于系統(tǒng)中總阻抗大大減小，因此短路電流可能達(dá)到很大的數(shù)值。 2)在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。 短路電流計(jì)算的標(biāo)幺值法 對較復(fù)雜的高壓供電系統(tǒng)，計(jì)算短 路電流時采用標(biāo)么制進(jìn)行計(jì)算比較簡便。下面我們就要標(biāo)么值法進(jìn)行短路電流的計(jì)算。39。 （ 4)據(jù)等效電 路計(jì)算元件的標(biāo)幺電抗。 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。 (3)機(jī)械荷載 所選電器端子的允許荷載，應(yīng)大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時的最大作用力。當(dāng)熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動、熱穩(wěn)定。電器的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來確定。普通高壓電器一般可在環(huán)境最低溫度為 30C? 時正常運(yùn)行。 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)的主要用途： (1)隔離電壓，在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。 d按各類高壓電器的不同點(diǎn)，如短路器的操作性能，互感器的二次側(cè)負(fù)載和準(zhǔn)確等級，熔斷器的上下級選擇性配合等運(yùn)行選擇 以下我們以高壓開關(guān)柜為單位進(jìn)行開關(guān)柜及柜內(nèi)電器的選擇，開關(guān)柜均選擇手車式開關(guān)柜 GFC35型 1)電流互感器的選擇 在 高壓電網(wǎng)中，計(jì)量儀表的電 流線圈和繼電保護(hù)中繼電器的電流線圈都是通過電流互感器通電的，這樣可以隔離高壓電，有利于運(yùn)行人員的安全。 電壓互感器應(yīng)按裝設(shè)地點(diǎn)的條件及一次電壓、二次電壓、準(zhǔn)確度級等 條件進(jìn)行選擇。斷路器具有很好的滅弧裝置和較強(qiáng)的滅弧能力，因此斷路器額定容量必須大于安裝處短 路容量，期額定短流能力 必須大于安裝處的短路電流即滿足 )3(),3(. knkn IQFISQFS ?? 這里我們選 SN— 35 型油斷路器額定電壓 35KV，額定電流 1000A，額定斷開電流 16KA，額定容量 1000MVA 經(jīng)校驗(yàn)： M V ASM V AQFS kn 1371 0 0 0)3(1 0 0 0. ???? KAIKAQFI kn 4 4 9 )3(16. ???? 均滿足要求 斷路器型號意義： S—— 少油式斷路器 D—— 多油式斷路器 K—— 空氣斷路器 C—— 磁吹斷路器 L—— 六氟化硫斷路器 Z—— 真空斷路器 N—— 戶內(nèi)型 W— — 戶外型 SN – 35 型 S—— 產(chǎn)品名稱（少油式斷路器） N—— 安裝條件（戶內(nèi)式） 35—— 額定電壓（千伏） 5)避雷器的選擇 FZ— 35型型號說明 F—— 閥式避雷器 Z—— 電站用 35—— 額定電壓 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 使用條件 使用地點(diǎn)的海拔高度不超過 1000 米，高于 1000 米的區(qū)域，選用高原型避雷器； 使用地區(qū)的環(huán)境溫度不高于 +40。 斷路器 SN10— 10 型高壓少油斷路器是三相、戶內(nèi)式高壓電氣設(shè)備。 電流互感器 LZJC— 10 型電流互感器為澆注絕緣戶內(nèi)型電流互感器，適用于交流 50HZ、10KV 以上的高 壓線路上，供電流、電能和功率測量及繼電保護(hù)用。 電壓互感器 JDZJ— 10 型為單像三線圈澆注式戶內(nèi)型電壓互感器 。根據(jù)測量、控制、保護(hù)和信號顯示的要求，表示二次設(shè)備互 相連接關(guān)系的電路，稱為二次回路或二次接線。 按二次回路的用途可分為操作電源回路、測量表計(jì)回路、斷路器控制和信號回路、中央信號回路、繼電保護(hù)和自動裝置回路等。前者是對一次電路的電力運(yùn)行參數(shù)作經(jīng)常測量、選擇測量和記錄用的儀表，后者是對一次電路進(jìn)行供用電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核分析和對電力用戶用電量進(jìn)行測量、計(jì)量的儀表，即各種電能表。因此，如果采用自動重合閘后又自動重合閘裝置，使斷路器在自動跳閘后又自動重新合閘，大多能恢復(fù)供電，從而大大提高了供 電可靠性，避免因停電而給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失。 短路故障往往造成嚴(yán)重后果，并伴隨著強(qiáng)烈的電弧、發(fā)熱燃燒和電動力，使回路內(nèi)的電氣設(shè)備損壞。 為了保證